Monomer

NMP dapat didaur ulang menggunakan proses distilasi multi-tahap untuk memisahkan pelarut menjadi komponen-komponennya pada suhu di bawah titik didih. Limbah dibuang dan pelarut yang bersih ditinggalkan. Anda dapat berharap untuk memulihkan hingga 95% dari NMP yang digunakan. Produsen baterai dapat menggunakan lebih dari 10.000 hingga 20.000 NMP per bulan, yang dalam setahun dapat menghasilkan lebih dari 240.000 NMP.
Daur ulang merupakan alternatif yang ramah lingkungan dan biaya dibandingkan membeli NMP baru dan membuang pelarut bekas setelah satu kali pemakaian.
Dengan daur ulang pelarut, NMP yang terbuang dapat dipulihkan dan digunakan kembali, sehingga mengurangi biaya pembelian dan pembuangan pelarut sekali pakai. Kemampuan daur ulang NMP merupakan keuntungan besar sebagai pelarut karena tidak menimbulkan ancaman lingkungan yang berbahaya seperti pelarut lain saat digunakan.

N-methylpyrrolidone (NMP) adalah pelarut aprotik polar. Ia memiliki keunggulan titik didih tinggi, polaritas kuat, viskositas rendah, kelarutan kuat, non-korosi, toksisitas rendah, stabilitas kimia dan termal yang baik, dll. Ia terutama digunakan dalam bidang ekstraksi aromatik, pemurnian dan pemisahan asetilena, olefin, dan diolefin, pelarut polimer dan pelarut polimerisasi. Dengan pesatnya perkembangan poliamida, polimida, polifenilena sulfida dalam negeri dan plastik rekayasa berkekuatan tinggi lainnya serta serat berkekuatan tinggi, kualitas dan permintaan N-methylpyrrolidone telah mengajukan persyaratan yang lebih tinggi.

Saat ini, ada tiga proses produksi industri utama untuk N-metilpirolidon: a) -butirolakton (GBL) dan monometilamina (MMA) direaksikan untuk mensintesis N-metilpirolidon; b) -butirolakton dan amina campuran Sintesis N-metilpirolidon melalui reaksi; c) 1,4-Dehidrogenasi-aminasi butanediol untuk menyiapkan N-metilpirolidon. Kapasitas produksi N-metilpirolidon asing sebagian besar terkonsentrasi di tangan beberapa perusahaan besar. Ada lebih dari 10 perusahaan dalam negeri yang terlibat dalam produksi N-metilpirolidon, tetapi skala peralatannya relatif kecil, sumber bahan baku banyak, dan stabilitas kualitas produk buruk, Teknologi produksi perlu ditingkatkan. Saat ini, hasil tahunan N-metilpirolidon nyata dalam negeri adalah 53 kt/a, dan tumbuh pada tingkat tahunan 6% hingga 8%. Prospek NMP relatif luas.

NMP (C5H9NO, berat molekul 99, titik didih 203 derajat) memiliki pH=7~9. Senyawa ini bersifat basa lemah dengan sedikit bau amonia. Senyawa ini berupa cairan berminyak transparan, tidak berwarna hingga kuning muda, yang termasuk dalam senyawa heterosiklik nitrogen. Senyawa ini memiliki stabilitas kimia yang baik. Senyawa ini relatif stabil dalam lingkungan netral. Karena adanya cincin pirol dalam struktur molekulnya, NMP rentan terhadap hidrolisis dalam lingkungan basa. NMP dapat dioksidasi oleh hidroksil dalam fase air untuk menghasilkan 66 produk, yang 24 di antaranya dapat diidentifikasi. NMP mengalami reaksi hidrolisis dalam lingkungan asam dengan air untuk menghasilkan asam 4-metilaminobutirat, yang selanjutnya diurai menjadi asam suksinat semiamida.

Dan memiliki stabilitas termal yang tinggi. Tanpa air dan udara, suhu dekomposisi sekitar 350 derajat. Meskipun warna NMP berubah menjadi kuning pada suhu 200 derajat, hal itu tidak memengaruhi penggunaannya. Ketika NMP bertemu udara dan air selama penggunaan, ia rentan terhadap reaksi dekomposisi. Dengan adanya oksigen dan air pada saat yang sama, NMP dapat mengalami reaksi hidrolisis dan oksidasi pada suhu rendah sekitar 120-200 derajat.

NMP, juga dikenal sebagai N-metil- -pirolidinon; N-metil- -pirolidon, N-metil- - butirolaktam, N-metil-2-pirolidinon, N-metil-2-pirolidinon, n-metilpirolidinon, 1-metil-2-pirolidinon dan 1-metil-2-pirolidon, adalah turunan dari -butirolakton. Rumus molekul: C5H9NO, berat molekul: 99,1311. NMP adalah cairan tak berwarna dan transparan dengan sedikit bau amonia. Ini adalah pelarut berpolaritas tinggi, stabil secara kimia dan termal dengan titik didih tinggi (titik didih: 202 derajat). Ini sepenuhnya dapat bercampur dengan air, alkohol, eter, keton, etil asetat, kloroform, dan benzena. Kelarutan hidrokarbon tak jenuh seperti alkuna, olefin, dan diolefin dalam NMP lebih tinggi daripada hidrokarbon jenuh. Selain itu, berbagai polimer juga dapat dilarutkan dalam NMP.

Berdasarkan bahan baku yang digunakan, beberapa proses seperti rute suksinonitril, kondensasi -butirolakton dan metilamina, metode 4-metil butirat teroksidasi, dan rute 1,4-asam suksinat untuk pembuatan NMP dikembangkan. Namun, satu-satunya proses yang saat ini digunakan dalam industri adalah kondensasi dari -butirolakton dan metilamina. Teknologi proses serupa di semua produsen NMP, namun perbedaan utamanya adalah metode produksi untuk zat antara -butirolakton. mengembangkan proses yang mencakup dehidrogenasi BDO menjadi -butirolakton dan kemudian kondensasi dengan metilamina untuk menghasilkan NMP. Mitsubishi Chemical Corporation dari Jepang mengembangkan proses yang mencakup hidrogenasi anhidrida maleat menjadi -butirolakton dan kondensasi dengan metilamina untuk menghasilkan NMP. Sintesis NMP dengan kondensasi -butirolakton dan metilamina tanpa adanya katalis dikembangkan. -Butyrolactone dan methylamine direaksikan pada suhu 240–285 derajat dan tekanan 5.0–8,0 MPa selama 2–3 jam, dan NMP yang dihasilkan dimurnikan dengan distilasi fraksional untuk memperoleh produk dengan kemurnian tinggi. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

Reaksi dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama adalah reaksi -butyrolactone dengan metilamina untuk membentuk N-metil- -hidroksibutanamida, yang merupakan reaksi reversibel dan dapat dilakukan pada suhu dan tekanan yang lebih rendah. Tahap kedua adalah dehidrasi dan siklisasi N-metil- -hidroksibutanamida menjadi NMP pada suhu dan tekanan yang lebih tinggi. Reaksi dua tahap dapat dilakukan secara batch dalam autoklaf atau secara terus-menerus dalam reaktor tubular.

Karena titik didih NMP (204 derajat) sangat dekat dengan bahan baku -butyrolactone (206 derajat), memisahkan mereka dengan distilasi fraksional sulit. Oleh karena itu, kelebihan besar metilamin diterapkan dalam reaksi (rasio molar metilamin terhadap -butyrolactone dari 1,5 hingga 1,8) untuk konversi lengkap -butyrolactone, menyederhanakan proses pemisahan produk. Metilamin anhidrat dapat digunakan sebagai bahan baku, tetapi menambahkan sedikit air ke sistem reaksi dapat meningkatkan selektivitas NMP. Larutan reaksi dikenakan distilasi fraksional di menara penghilang amina, di mana metilamin yang tidak bereaksi didistilasi dari atas dan didaur ulang ke reaktor. Produk bawah menara dimasukkan ke menara penghilang fraksi ringan, dan semua air yang tersisa didistilasi dari atas menara. Fraksi ringan dikumpulkan dari sideline di bagian atas menara. Produk bawah menara penghilang fraksi ringan dimasukkan ke menara penghilang fraksi berat. Fraksi berat dikeluarkan dari bagian bawah menara, dan NMP dengan kemurnian tinggi diperoleh dari bagian atas. Hasil NMP mencapai 99% berdasarkan -butyrolactone.

N-Metil-2-pirolidon mudah diserap dari kulit manusia, saluran pencernaan, dan saluran pernapasan. Permeabilitas pelarut komersial melalui kulit manusia telah diselidiki dalam sebuah penelitian, dan tingkat permeabilitas N-Metil-2-pirolidon ditemukan lebih tinggi daripada pelarut lainnya. Zat ini cepat didistribusikan ke sebagian besar organ, dengan konsentrasi yang relatif tinggi pada organ seksual. Paparan berulang dapat menjadi salah satu alasan infertilitas. Volume distribusi (Vd) N-Metil-2-pirolidon adalah 0,7 L/kg, dan waktu paruh N-Metil-2-pirolidon yang tidak berubah dalam plasma setelah pemberian oral atau dermal dan paparan inhalasi masing-masing adalah 9–12 jam dan 4 jam. N-Metil-2-pirolidon dihidroksilasi menjadi 5-hidroksi-N-metil-2-pirolidon (5-HNMP) oleh isoform 1E dari sitokrom P450 (CYP1E) dan dioksidasi menjadi N-metilsuksinimida (MSI); MSI kemudian dihidroksilasi menjadi 2-hidroksi-N-metilsuksinimida (2-HMSI). 2-Pirolidon dilaporkan sebagai metabolit lain dari N-Metil-2-pirolidon.
Pada tikus, zat ini diserap dengan cepat setelah dihirup, diminum, dan diberikan melalui kulit, didistribusikan ke seluruh organisme, dan dihilangkan terutama melalui hidroksilasi menjadi senyawa polar, yang dikeluarkan melalui urin. Sekitar 80% dari dosis yang diberikan dikeluarkan sebagai zat ini dan metabolitnya dalam waktu 24 jam. Pewarnaan kuning pada urin pada hewan pengerat mungkin tergantung dosis. Metabolit utamanya adalah 5-hidroksi-N-metil-2-pirolidon.